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异形精密氧化铝陶瓷成型
2023-11-07 09:50:53

氧化铝陶瓷是氧化物中稳定的物质之一,具有高的机械特性和高的电绝缘性与低的介电损耗等特点,在航天航空、机械、电子、汽车等领域应用十分广泛。

在成型技术上,由于氧化铝陶瓷硬度高,脆性大,难以切削加工,特别是加工形状复杂、精度要求高的异形零部件,存在较大难度,尤其对于微型结构件(毫米级),其它的成型方法几乎无能为力。表展示了各种不同的成型方法。

表 成型方法对比

陶瓷注射成型(CIM)的出现为氧化铝陶瓷的成型加工带来了新的解决方法。该工艺主要包括喂料、注射成型、脱脂和烧结四个阶段。其基本过程为在氧化铝陶瓷粉末中加入粘结剂,并使其混合均匀,形成具有粘塑性的喂料,在加热状态下,利用注射成型机将喂料注入模具模腔内冷凝成型,经过脱脂工艺去除粘结剂后,便可用于烧结。

(不同的颜色属于不同的工艺步骤,分别为喂料制备、注射成型、脱脂、烧结四个步骤)

氧化铝陶瓷喂料制备

喂料制备是将陶瓷粉体与适量的载体按一定配比在一定温度下进行混炼,然后干燥、造粒,得到注射喂料。用作注射成型的氧化铝陶瓷喂料需要具备足够高的固含量,良好的流变性以及热力学稳定性。喂料的性能主要取决于粉体的性质和粘结剂的选择,因此,对其研究和优化也集中在这两个方面。「复合耐磨弯管」

粉体性质

粉体的平均粒度、松装密度、粉末形状、比表面积、颗粒间隙等决定了所制备喂料的性质,进而影响终产品的质量。对于氧化铝粉体,重要的要求是粒径细小、形状规则,这样的粉末在注射成型过程中流动性好、填充量大,烧结收缩率低。

研究表明[],当氧化铝陶瓷喂料固含量相同时,包裹氧化铝粉体所需的粘结剂用量随粉体比表面积的减小而减小,粉体之间容易流动,喂料的粘度降低,有利于注射过程完成。

粘结剂

粘结剂是陶瓷粉体的载体,决定了喂料注射成形的流变性能和注射性能。良好的粘结剂可起到形状维持的作用,且能减少胚体变形和脱脂缺陷的产生。

氧化铝陶瓷注射成型粘结剂要具备以下条件:

()流动特性好,注射成型黏度适中,且黏度随温度不能波动太大,以减少缺陷产生;

(2)对粉体的润湿性和粘附作用好;

(3)具有高导热性和低热膨胀系数;

(4)一般由多组分物组成,单一粘结剂很难满足流动性要求。


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